第九章 核酸的酶促降解与核苷酸代谢课件.pptVIP

第九章 核酸的酶促降解及核苷酸代谢 核酸的酶促降解 核苷酸的代谢 一、 核苷酸的生理功能 1、 核酸合成的原料： 2、 能量的利用形式： ATP、GTP、UTP、CTP 3、 参与代谢和生理调节： ATP/ADP/AMP, cAMP、cGMP 4、 组成辅酶（基）：腺苷酸 5、 活性中间代谢物：UDPG、ADPG葡萄糖:糖原合成 CDP- 胆碱:磷酸甘油酯合成 二、 核苷酸的分解代谢 从头合成过程： 7）CO2连接到咪唑环上，作为嘌呤碱中C6的来源，生成5-氨基咪唑，4-羧酸核苷酸（CAIR） 8）在ATP存在下，天氡氨酸与CAIR缩合生成5-氨基咪唑-4（N-琥珀酸）-甲酰胺核苷酸（SAICAR） 9）SAICAR在裂解酶的催化下，脱去一分子延胡索酸生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR） 10）N10-甲酰四氢叶酸提供一碳单位，使AICAR甲酰化，生成5-甲酰氨基 咪唑-4-甲酰胺 核苷酸（FAICAR） 11）FAICAR脱水环化，生成IMP  利用体内现有游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应合成嘌呤核苷酸的过程。 （三）、 嘧啶核苷酸的合成 （四） 脱氧核糖核苷酸的合成 (一) 脱氧核糖核苷酸的合成 * 第一节 核酸的酶促降解 核酸 核酸酶 单核苷酸 核酸酶 核酸内切酶 核酸外切酶 3′-核酸外切酶 5′-核酸外切酶 非特异性核酸内切酶 限制性核酸内切酶 核酸酶打断的是3′，5′-磷酸二酯键 第二节 核苷酸的代谢 核苷酸 核苷酸酶 核苷 嘧啶（嘌呤） 核糖（脱氧核糖） 核苷酶 核苷磷酸化酶 嘧啶（嘌呤） 核糖-1-磷酸 脱氧核糖-1-磷酸 核糖-5-磷酸 磷酸戊糖途径 醛缩酶 乙醛 甘油醛-3-磷酸 磷酸酯键 C,N-糖苷键 C,N-糖苷键 作用于核糖核苷 作用于核糖或 脱氧核糖核苷 反应不可逆 催化可逆的反应 存在于植物/微生物 存在广泛 水解酶 磷酸化酶 核苷 （一）、嘌呤核苷酸的分解代谢 （二）、嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶核苷酸 嘧啶碱+磷酸核糖 胞嘧啶 尿嘧啶 NH3、CO2、β-丙氨酸 胸腺嘧啶 NH3、CO2、β-氨基异丁酸 胞嘧啶 胸腺嘧啶 NH2 NADPH+H+ NADP+ 尿嘧啶 二氢胸 腺嘧啶 (接下页) 嘧啶的分解 -1 H2O (接上页) NADPH+H+ NADP+ H2O 二氢尿嘧啶 β-脲基异丁酸 H2O β-脲基丙酸 H2N-CH2-CH2-COOH β-丙氨酸 CO2+NH3 H2N-CH2-CH-COOH CH2 β-氨基异丁酸 H2O H2O 嘧啶的分解 -2 嘧啶核苷酸的分解代谢 三 、核苷酸的合成代谢 （一）、 5′-磷酸核糖的活化 PRPP合成酶 ATP AMP 5′-磷酸核糖 5′-磷酸核糖-1′-焦磷酸 5′-磷酸核糖的活化 （二） 嘌呤核苷酸的合成途径 一碳基团 （甲酸盐） 天冬氨酸 谷氨酰胺 甘氨酸 一碳基团 （甲酸盐） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 嘌呤环各原子的来源 1. IMP的合成：经过11步反应 1）5-磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生成磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP） 2）谷氨酰胺提供酰氨基取代PRPP上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺（PRA），此反应由磷酸核糖酰胺转移酶（amidotransferase）催化 3）由ATP供能，甘氨酸和PRA加合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR） 4）N5，N10-甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使GAR甲酰化，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR） 5）谷氨酰胺提供酰氨氮，使FGAR甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM），此反应消耗1分子ATP。 6）FGAM脱水环化形成5-氨基咪唑核苷酸（AIR），此反应需ATP参与。至此，合成嘌呤环中的咪唑环部分。 2.AMP和GMP的生成 次黄嘌呤 核苷酸 腺苷酸 黄嘌呤核苷酸 鸟苷酸 腺苷酸代琥珀酸 嘌呤核苷酸的补救合成 先合成嘧啶环，再与PRPP相连而成。 嘧啶环各原子的来源 嘧啶核苷酸的从头合成 CTP的合成 嘧啶核苷酸的补救合成 核糖核苷酸还原酶从NADPH获得电子时，需要硫氧化还原蛋白作为电子载体，使其所含的巯基氧化为二硫键。氧化型的硫氧化还原蛋白再由硫氧化还原蛋白还原酶催化(以FAD为辅基)，重新生成还原型的硫氧化还原蛋白，由此构成一个复杂的酶体系。